Les roches présentes sont des granites : granite du Valtin* à l'ouest, granite de la Schlucht* à l'est. Ces granites sont cependant diffcilement reconnaissables car les roches sont fortement broyées : ce sont des brèches de faille.

*Granite du Valtin : granite de teinte claire, à grain grossier de quartz et feldpaths potassiques, et à deux micas.
*Granite de la Schlucht : granite gris, caractérisé par de gros phénocristaux de feldspaths potasiques et des paillettes de biotite plus ou moins parallèles aux faces des feldspaths.

L'affleurement révèle de nombreux plans de fracture parallèles orientés nord-est/sud-ouest. Certains présentent des stries quasi horizontales, traduisant des déplacements relatifs de deux blocs rocheux.

Détails de l'affleurement. Photo du haut : plans de fracture subparallèles et verticaux ; en bas à gauche : la brèche de faille ou granite broyé ; en bas à droite : stries parallèles sur plans de fracture.

Cet affleurement se situe sur la grande faille Sainte Marie - Retournemer qui traverse tout le massif vosgien. Cette grande dislocation N35° résulte d'une tectonique cassante avec des mouvements verticaux ou cisaillants. D'origine hercynienne (Viséen), elle a favorisé la mise en place de granites et a rejoué à plusieurs reprises, en particulier au tertiaire, au moment de la formation du fossé rhénan. C'est de cette époque que date la formation de la brèche.

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A l'époque glaciaire, une langue glaciaire diffluente provenant de l'important glacier de la Vologne (Hohneck-Longemer-Gérardmer) passait au niveau du col et descendait dans la vallée de la Moselotte vers le sud.

La vallée présente quelques caractères d'une vallée glaciaire : son profil à fond plat, la tourbière des Faignes sous Vologne, correspondant à un lac de surcreusement en amont d'un verrou.

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